NRGreport
Menü

Zavart okozhat a villamosenergia-ellátásban az elektromos autók terjedése

Mobilitás | Major András | 2021-04-27 05:00

Magyarország az elektromos autók számában, a töltőhálózat és a szolgáltatások fejlettségében is megelőzi a régiós országok nagy részét, de ez a villamosenergia-elosztó hálózatokra háruló terhet is növeli, ami a következő években drámai mértékűvé válhat. A megoldást az otthoni töltők szabályozása jelentheti, amihez azonban a villanyautósok együttműködésére is szükség lesz.

Balogh Szabolccsal, az MVM Mobiliti Kft. és az e-Mobi Nkft. ügyvezetőjével, Hajdú-Benkő Zoltánnal, az MVM Démász Áramhálózati Kft. innovációs és technológiai osztályvezetőjével, Tilesch Péterrel, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület irodavezetőjével és Haddad Richárddal, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Marketing és Kommunikációs Bizottságának és a Budapesti Szervezetek Koordinációjának elnökével beszélgettünk.

- Az elektromos autók terjedésének hatása az elosztó hálózatokat sem hagyja érintetlenül, de mennyire aktuális ez a probléma Magyarországon, ahol az e-mobilitás még gyerekcipőben jár?

Balogh Szabolcs: Norvégiához képest valóban gyerekcipőben jár, de a skandináv országhoz mérten ez szinte az egész világra igaz. Ausztriához képest már kisebb a lemaradásunk, Csehországnál, Szlovákiánál, Szlovéniánál vagy Lengyelországnál pedig sokkal jobban állunk, mind az autók számában, mind a töltőhálózat és a szolgáltatások fejlettségében. Persze, a teljes állományon belüli arányuk viszonylag csekély; a legreálisabb forgatókönyv az elektromos autók hazai összmennyiségét 2020-ban valamivel több mint 27 ezerre teszi, ami az országos járműflotta 1,2%-a.

A trend azonban folyamatosan és dinamikusan emelkedik, tavaly 60 százalékkal nőtt a zöldrendszámos járművek száma, amit az energiaszektornak is be kell építenie a közép és hosszú távú tervezésébe. Ennek hatása a DSO-k (Distribution System Operatorok, azaz elosztóhálózati rendszerüzemeltetők) hálózataira nem mindenhol egyszerre fog jelentkezni, hanem elsősorban ott, ahol egy lakókörzetben hirtelen több villanyautó bukkan fel. Ha ezekben a transzformátorkörzetekben egy áramkörön belül viszonylag rövid időn belül 8-10 villanyautó megjelenik, és nagyjából egyszerre, mondjuk este hatkor, hazaérkezés után kezdik el tölteni ezeket, az már jelenleg is okozhat gondokat.

Haddad Richárd: A kép árnyalásához érdemes kiemelni, hogy Ausztria jóval előnyösebb helyzetből indult, míg Lengyelország belsőégésű autóflottája egy nagyságrenddel nagyobb, mint Magyarországé, miközben a villanyautók száma nálunk magasabb. Ez is jelzi az e-mobilitás itthoni fejlettségi állapotát, az előbbiek miatt pedig a jelenségből következő kihívások is erőteljesebben jelentkeznek itthon.

 - Milyen problémákat okoz pontosan a villanyautók terjedése?

Hajdú-Benkő Zoltán: Az elmúlt öt évben felerősödtek azok az elektrifikációs trendek, amelyek a DSO-k hálózatainak egy, a korábbitól merőben eltérő használata felé vezetnek. Ide sorolható a háztartási méretű kiserőművek (HMKE-k), vagyis a napelemes rendszerek, a hőszivattyúk, valamint az elektromos autók terjedése is. A hőszivattyúk éves fogyasztása nagyságrendileg kétszerese egy korábban átlagosnak számító családi házénak, körülbelül 8000 kWh évente, míg az e-mobilitással kapcsolatban nagyjából 4000 kWh éves többlet-fogyasztással lehet kalkulálni.

A DSO-knak az okozza a problémát, hogy ezek elterjedésével egy normál családi ház fogyasztása gyakorlatilag megnégyszereződik, a megnövekedett igény pedig gyakran egy időben jelentkezik, miközben a hálózatok messze nem változnak ilyen mértékben és sebességgel. Például egy téli estén, amikor hazaér a család és elindul a fűtés, illetve az elektromos autó töltése, olyan jelentős terheléstöbblet jelentkezik mérési pontonként, amelyet a DSO-k nagyon nehezen tudnak kezelni, hiszen a hálózatok nem mindig a maximális csúcsra optimalizálva vannak kialakítva.

A terhelések várhatóan drámai mértékben nőnek a következő években. Elemzéseink szerint, az elektromos hajtású járművek száma minimum duplázódik évente és a hálózatainkon megjelenő terheléssel, illetve annak simításával a jövőbeli hálózatfejlesztési terveinkben mindenképp számolnunk kell, a HMKE-k és a hőszivattyúk hatásaival egyetemben. A háztartási és ipari méretű napelemes kapacitás ugyan rohamosan bővül, azonban ezek termelésének és hálózati betáplálásának csúcsa többnyire nem esik egybe az otthoni fogyasztási csúccsal, például a villanyautó otthoni töltésével.

H R: A villanyautósok általános igénye érhető módon az, hogy a lehető leggyorsabban fel tudják tölteni járműveik akkumulátorát. A háztartási hálózatot a túlterhelés és zárlat ellen védő kismegszakítók névleges áramerőssége többnyire 16 és 32 amper között alakul, átlagosan mondjuk 20 amper. Ez jelentősen korlátozhatja az egyszerre használható elektromos eszközök körét, és gyakran már két-három fogyasztó egy időben történő működtetése is leveri a biztosítékot. Önmagában egy új elektromosautó-töltő telepítése 47 amperrel, vagyis többszörösére növeli a háztartás fogyasztási igényét. Az elektromos autók számának gyors növekedése tehát jelentős igénynövekedést von maga után, ami értelemszerűen a hálózatra háruló terhet is növeli.

Tilesch Péter: A hálózatra gyakorolt hatások tekintetében külön kell választani az otthon történő töltés, valamint a háztartáson kívüli töltés jelentette kihívásokat, amelyek eltérő problémákkal járnak. Az átlagpolgárok többsége azért jellemzően még nem vásárol villanyautót, illetve ha igen, inkább a kisebb, városi modelleket preferálja, amit az otthoni töltés problematikája szempontjából is érdemes figyelembe venni. Egy kisebb elektromos autó töltése 10 amper áramerősség mellett is megvalósítható egy éjszaka alatt, ami persze a nagyobb modellek esetében nem feltétlen igaz.

B Sz: A villanyautók kibocsátáscsökkentés szempontjából örvendetes terjedése más-más problémákkal jár az egyén és a hálózatüzemeltető szintjén. A fogyasztó számára az otthoni töltés során a gondot az jelentheti, ha lassú a töltés, vagy ha lecsapja az órát, az irodaházakban és telephelyeken való töltés esetében pedig szintén nagyon gyorsan szembesülhet azzal, hogy kapacitásszűkület lép fel. A harmadik típust képviselő közterületi töltés e szempontból más kategóriát képvisel. A fogyasztónak itt többnyire nincs az előzőekhez hasonló problémája, hiszen az elosztó társaság nyilvánosan elérhető szolgáltatásként jól megtervezett infrastruktúrát telepít, az ehhez szükséges idő és anyagiak ráfordításával, az otthoninál többnyire jóval drágábban kínálva az adott sebességű töltési lehetőséget.

- Hogyan lehet kezelni ezt a helyzetet?

B Sz: Az otthoni töltés során adódó problémát a fogyasztó többnyire az elosztó társasághoz benyújtott bővítési igénnyel kívánja megoldani, a teljesítménybővítésre viszont gyakran sokat kell várni és nem is olcsó. Amíg ez megtörténik, a fogyasztó a töltési teljesítmény korlátozásával vagy időzítésével hidalhatja át a problémát. Ez az eszköz azonban várhatóan a jövőben, az elosztó és a vele együttműködő e-mobilitási szolgáltató által nyújtott megoldás során is jelentős szerepet kap majd, a hálózat korlátlan bővítése ugyanis nem racionális válasz.

A legtöbb villanyautós a munkából hazaérve, 5-6-7 órakor kezdi meg az otthoni töltést, vagyis a délutáni fogyasztási csúcs idején, jelentősen megemelve azt. Számítások szerint ez a hatás az elektromos autók további terjedése miatt 2030-ig akár 30-50 százalékkal is megnövelheti az időszak során jelentkező csúcsigényt. A kereslet ütemezésével, időzítésével, a csúcsidőben jelentkező fogyasztási igény kisimításával ez nagyban mérsékelhető, és a fogyasztónak sem okoz kényelmetlenséget, hiszen mindegy, hogy hajnali 2 vagy 4 órára töltődik-e fel az autó akkumulátora. A hálózatnak és üzemeltetőjének viszont nagyon nem mindegy, hogy "ész nélkül" kell-e fejleszteni hatalmas összegből, melyet végül a fogyasztók állnak rendszerhasználati díj formájában, avagy okos megoldásokkal, informatikai fejlesztésekkel elkezdünk szabályozni, a villanyautósokat is bevonva, akár anyagi előnyökkel is motiválva őket.

T P: A családi házas területeken megjelenő villanyautók esetében valószínűleg 16 ampernél jóval nagyobb kismegszakító kapacitásokról beszélhetünk, sok helyen három fázissal. Ilyen feltételek mellett egy 10-16 amperes töltés az egyén számára nem jelent gondot, pontosabban nála nem fogja lecsapni a biztosítékot. Ha viszont az adott fővezetéken egy időben sok villanyautót töltenek, akkor az az utcában a trafónál fogja leverni a biztosítékot, és elosztói oldalon ez jelenti a legnagyobb problémát.

H R: A kertes házban valóban megoldható az otthoni töltés, de a magyar lakosság jelentős része lakótelepen és társasházban lakik, ahol nincs önálló töltési lehetősége. Egy lakótelepi házban lehet akár 64 lakás is, és ha a villanyautók penetrációja eléri a 15-20 százalékot, akkor az azt fogja jelenteni, hogy legalább három autó áll majd a tízemeletes ház előtt, éjszakai töltést igényelve. Az ilyen körülmények közötti otthoni töltésre jelenleg nem áll rendelkezésre infrastruktúra, az pedig, hogy a lakók az ablakból lógassák ki a nyolcadik emeletről a vezetéket, nyilvánvalóan nem életszerű. A társasházban lakók számára a közös udvar, illetve az erre telepíthető töltő használatának elszámolása szintén nem tisztázott.

B Sz: A magyar piacon már elérhető olyan szolgáltatási díjcsomag, amelyben az éjszaka a nyilvános AC töltő oszlopokon megkezdett villanyautó-töltés alig drágább a háztartási egyetemes szolgáltatási tarifánál. Ez némileg javíthatja a lakótelepen és társasházban élők helyzetét, de akár a családi házban lakóknak is megfontolandó alternatívát kínál azzal szemben, hogy több százezer forintért bővítsék a hálózatot és otthoni töltőt szereltessenek fel. Ez a hozzáállás a jövőben valószínűleg egyre inkább jellemző lesz a szolgáltatókra, amelyeknél annak lehetőségeit is mérlegelik, hogy hogyan lehetne kis teljesítményű töltőket tömegesen telepíteni a lakótelepi parkolókba.

H-B Z: ... ami persze nem azt jelenti, hogy ezeket a közvilágítási hálózatra kellene telepíteni, annak kapacitása nem erre a terhelésre van méretezve!

H R: Ezzel kapcsolatban a Magyar Elektrotechnikai Egyesületnek (MEE-nek) is az az állásfoglalása, hogy nem javasolja a közvilágítási hálózat ilyen célra való igénybevételét.

- A kihívásra való reagáláshoz szükséges jogszabályi keretek rendelkezésre állnak?

B Sz: Ez mindig nehéz kérdés egy új, kialakulóban lévő technológiával kapcsolatban. A mobiltelefonok '90-es évekbeli megjelenésekor a gyakorlat az volt, hogy a szabályozás, a sztenderdek csak követték a fejleményeket - ami meggyőződésem szerint jót tett a terület hazai fejlődésének. Az elektrifikáció és azon belül az e-mobilitás világszerte, így Magyarországon sincs túlszabályozva, ami örvendetes, hiszen ma még nem tudhatjuk, hogy a fejlődés pontosan milyen irányt vesz akár a nem túl távoli jövőben. Valamilyen, óvatos regulációra azért természetesen szükség van.

A szabályozási keretek tehát megfelelőnek tűnnek, és a DSO-k is mindent megtesznek azért, hogy lépést tartsanak az igények gyors növekedésével. Az elektromos autók terjedésének állami támogatása is egyértelműen pozitívan ítélhető meg, általa okozott kihívásokkal együtt is. Magyarország nagyrészt a nagyon komoly hazai támogatási rendszernek köszönhetően áll a szomszédos országok többsége előtt e-mobilitási fejlettsége tekintetében, hiszen nemcsak az autó megvásárlását, hanem a használatát is támogatja a szabályozás. A problémát így sokszor inkább az jelenti, hogy az igénynövekedés kielégítéséhez szükséges fejlesztések több időbe telnek, amit a fogyasztók nem mindig fogadnak el. Márpedig a hálózati infrastruktúra fejlesztése időigényes műfaj, ami nem megy egyik napról a másikra.

Üzleti szempontból a kihívást az jelenti, hogy a minden időben maximális töltési teljesítményt elváró fogyasztói elváráshoz alkalmazkodó modell felépítéséhez hatalmas kapacitásokat kell lekötni egy-egy villámtöltőre vagy ultratöltőre. Ez évente milliós fix díjat jelent, amelyet nagyon nehéz kigazdálkodni.

A megoldást az otthoni, privát töltők szabályozása jelentheti, amely megengedi, hogy az elosztónak ne kelljen hatalmas, nem megtérülő beruházásokkal megerősítenie a hálózatot kizárólag a kritikus egy-két óra miatt. Ehhez arra van szükség, hogy a szolgáltató olyan ösztönzőket dolgozzon ki, melyek hatására az ügyfél önként együttműködik a DSO-val, és elfogadja, hogy leszabályozzák. Ha kedvező tarifákkal rá tudja venni a villanyautóst, hogy az csúcsidőben beérje a 0,5-1 kilowatt töltési teljesítménnyel, és majd csak éjszaka igényelje a 11 kW-ot, amikor a hálózat kihasználtsága alacsony, az a termelőknek is jó.

H-B Z: Mind európai uniós, mind kormányzati szintén látják azt, hogy elektrifikáció milyen komoly terheket ró a DSO-kra. Ennek kezeléséhez jelentős hozzájárulást biztosíthat az előkészítés alatt álló uniós Helyreállítási és Ellenállóképességi Eszköz (RRF), illetve ennek hálózatfejlesztési lába. Nagyok a várakozások a közszolgáltatások elektronizálását és automatizálását finanszírozó Digitális Megújulás Operatív Programmal (DIMOP), illetve a Környezet és Energia Operatív Programmal (KEOP) kapcsolatban is, amely remélhetőleg a különböző, elektrifikációs hatások miatt szükséges hálózatfejlesztésekhez biztosíthat uniós forrást. Ezen pályázatok segítségével jelentős mértékben fogjuk tudni felgyorsítani a hálózati kapacitás bővítést a DSO feszültségszinteken!

Az MVM Démász körülbelül két éve közös projektet indított a Mobilitivel, amelynek keretében a töltési szokásokat monitorozzuk és gyűjtjük össze. Másrészt van olyan, tesztelés alatt álló megoldásunk is, amelyben a transzformátor teljesítmény terhelésének arányában adunk ki töltési-szabályozási parancsokat egy töltőnek, és vizsgáljuk annak lehetőségét, hogy mindez segíthet-e a hálózati szabályozásban.

- Pontosan hogy nézne ki a gyakorlatban egy ilyen kedvező ajánlat?

H R: Ma Magyarországon van körülbelül másfél millió olyan háztartás, ahol a használati melegvíz és fűtés szabályozása DSO-szinten történik meg, az egykori nevén éjszakai, hivatalosan vezérelt áramnak nevezett intézmény révén. Magyarországon elfogadott megoldásnak számít, hogy egy szolgáltató kapcsolja ki-be a bojleremet, de ez nem mindenhol van így. Mivel itthon már több évtizedes hagyományunk van azzal kapcsolatban, hogy a szolgáltatónak megengedjük ezt, úgy vélem, a lakosság részéről az e-mobilitás területén is lenne hajlandóság egy hasonló megoldás elfogadására. Ennek azonban nem csak a műszaki feltételeit kell kialakítani, hanem a tarifa oldaláról is, hogy az ügyfélnek megérje belemennie egy ilyen megállapodásba.

A bojler esetében is ez a helyzet: azért engedjük meg a ki- és bekapcsolását, mert 39 forint helyett 18 forintért vehetjük a villanyt, és a szolgáltató garantálja, hogy a bojler naponta egy bizonyos számú órán át működni fog, ami bőven elegendő. Igaz, ez esetben egy (hő)tárolási funkcióról is szó van, ami segíti, hogy a villamosenergia-fogyasztás és a felhasználás ideje elváljon egymástól. Az e-mobilitás esete némileg eltér ettől, hiszen az ügyfél számára nem elfogadható, hogy amikor azonnal van szükséges a töltésre, akkor az nem áll rendelkezésre. Ezért itt kicsit komplexebb megoldásra van szükség, amely lehetővé teszi, hogy láthatóvá váljon, ki az, aki igényt tart a töltésre. Ezt akár közvetlen ajánlatokkal is elő lehet segíteni, és a mai technikai körülményekre, a mobiltechnológiát, az 5G-re, a mesterséges intelligenciára gondolva erre egyre jobbak a lehetőségek.

B Sz: Az egyetemes szolgáltatói árral egyelőre nem lehet versenyezni a piacon, de erre is van megoldás. A leszabályozásban való részvételért járó prémiumot nem feltétlen az áramszolgáltatótól, a villanyszámlában kell megkapnia, hanem akár az e-mobilitási szolgáltatón keresztül is, aki például a nyilvános töltőhálózaton lefogyasztható havi bónusz formájában is eljuttathatja azt az ügyfélnek. Az ügyfél leszabályozásba való bevonásának természetesen nem kell teljes mértékűnek lennie, az e-mobilitási szolgáltató pedig garantálhatja, hogy egy bizonyos mennyiségű kilowattórát a fogyasztó mindenképpen megkap az éjszaka folyamán, az elosztóra és az e-mobilitási szolgáltatóra bízva ugyanakkor, hogy milyen ütemezéssel. A leszabályozásba ráadásul nem kell az összes villanyautóst bevonni, ha nagy részüket sikerülne megnyerni az együttműködésnek, az már nagy eredmény lenne.

 A Magyar Elektrotechnikai Egyesületről

A Magyar Elektrotechnikai Egyesület a hazai villamosipar legnagyobb független, 1900-ban alapított szervezeteként a megbízható villamosenergia-ellátás és -felhasználás színvonalának és hatékonyságának emelését tűzte ki célul. A mintegy 5000 fős önkéntes tagsággal rendelkező szervezet az elektrotechnikai ipar összes szereplője részére semleges platformot kíván biztosítani, ahol szakmai kérdésekben a különféle vélemények egyeztetésével közös álláspont alakítható ki.

Az Egyesület küldetésének egyik legfontosabb eleme, hogy egyszerű, áttekinthető, de szakmailag komplex módon tegye mindeki számára érthetővé a villamosipar működését, hagyományait, értékeit. Alapfeladatának tartja azt is, hogy rendszeresen felhívja a lakosság figyelmét az energiatudatos szemlélet, illetve a villamos energia biztonságos használatának és a lakások villamos hálózata biztonságos állapotának fontosságára. Mindemellett a MEE a pályaválasztás előtt álló fiatalok elektrotechnika iránti érdeklődésének felkeltésében, valamint pályafutásuk elején álló fiatal szakemberek támogatásában is szerepet vállal.

Címlapkép forrása: Unsplash

Major András